JP4616026B2 - 射出成形機用の多軸駆動装置 - Google Patents
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しかし、上記各モータをダイナミックブレーキによって制動している状態においては、各モータに対する同期制御が実行されないので、該各モータの特性差や慣性力のばらつき等のために、各ボールねじ軸における射出スクリューの位置が相対的にずれることになる。そして、この相対的な位置ずれは、ボールねじ軸およびボールねじナットの損傷や、射出スクリューの支持体を移動可能に支持するリニアガイドの損傷等を生じさせる。
そして、前記駆動手段の減速が開始された後に作動されるダイナミックブレーキ手段を更に備えることができる。
射出工程および可塑化工程中に用いられる前記減速パターンとしては、前記射出スクリューを速度零まで低下させた後に所定距離後退させるような減速パターンが望ましい。
複数の軸の同期回転もしくは同期移動により該軸の軸線方向に被駆動体を移動させる多軸同期駆動装置としては、例えば、射出成形機の射出装置や型締装置等があり、図1には、上記射出装置に係る多軸駆動装置が示されている。この多軸駆動装置は、射出スクリュー移動機構10とこの射出スクリュー移動機構10を制御する制御装置20とを備えている。
ボールねじ軸14A,14Bは、射出スクリュー11の中心軸線に平行する形態で上記ボールねじナット13A,13Bにそれぞれ螺合され、スクリュー移動用電動モータ15A,15Bによってそれぞれ回転駆動される。
この射出スクリュー移動機構10によれば、モータ15A,15Bを同期運転することによって射出スクリュー11を支持体12と共に進退させることができる。
圧力センサ17Aおよび17Bは、ボールねじナット13Aとボールねじ軸14A間に作用する射出スクリュー11の射出反力およびボールねじナット13Bとボールねじ軸14B間に作用する同反力を射出圧力としてそれぞれ検出するものであり、例えば、ロードセルによって構成される。
低値選択部220は、上記位置偏差に基づく速度指令Vd、上記速度指令設定部211で設定される速度指令Vrおよび上記圧力偏差に基づく速度指令Vpを比較して、それらのうちの最も低値のものを選択し、その選択した速度指令Vmを速度指令切換部221に加える。
上記非常停止用の減速パターンは、上記パターンに限定されず、指令速度を折れ線的もしくは曲線的に低下させるものを採用しても良い。また、上記時間Tは、後述の同期制御を伴いながら射出スクリュー11をできるだけ速やかに非常停止させ得る大きさに設定される。
開閉器駆動部223は、上記非常停止信号に基づいて電磁開閉器30を作動させるものである。電磁開閉器30は、図5に示すように、その常閉接点30aが三相交流電源25と前記アンプ24A、24Bとの間に介在され、その常開接点30bがアンプ24A、24Bの三相出力ラインとダイナミックブレーキ抵抗26との間に介在されている。
演算部232は、前記上位制御部21から出力される速度指令VCMDに上記同期制御部231で演算された速度指令補正値K0(XA0−XBO)を加える演算を実行し、また、演算部233は、上記速度指令VCMDから上記速度指令補正値K0(XA0−XBO)を減じる演算を実行する。したがって、演算部232,233からは、それぞれボールねじナット13A,13Bの相対位置ずれ量をなくすように補正された速度指令が出力される。
射出工程の当初には、前記位置偏差に基づく速度指令Vdおよび圧力偏差に基づく速度指令Vpが共に大きいので、速度指令Vrが選択されてこの速度Vrで射出スクリュー11が射出方向に進行する。そして、射出圧力の増大に伴って速度指令Vrよりも速度指令Vpが小さくなると、この速度指令Vpが選択されることから、射出スクリュー11が該速度Vpで射出方向に進行することになる。
すなわち、上記実施の形態によれば、射出スクリュー11が圧力偏差に基づく速度指令Vpによって停止位置近傍まで移動されるので、位置偏差を示す溜まりパルスを増加させることなく円滑かつ高精度に射出スクリュー11を目標位置に位置決めすることができる。
なお、図1に示した射出スクリュー移動機構10は2軸構成であるが、必要に応じて4軸構成にすることも可能である。この4軸構成の射出スクリュー移動機構に適用する制御装置は、上記制御装置20の構成から容易に導かれるので、ここではその説明を省略する。
図6において、固定型41および可動型42は、それぞれ固定型盤43および可動型盤44に取り付けられている。固定型盤43の4隅には、それぞれ型締シリンダ45A,45B,45Cおよび45D(図6では、シリンダ45B,45Dのみが示されている)が設けられている。この型締シリンダ45A〜45Dのピストンには、可動型盤44を貫通するタイバー46A〜46Dがそれぞれ結合している。また、型締シリンダ45A〜45Dには、それぞれサーボ弁47A〜47Dが併設されている。これらのサーボ弁47A〜47Dは、それぞれ型締シリンダ45A〜45Dへの作動油の流入流出量を調整するために設けられている。
位置センサ51A,51B(図6では、位置センサ51Bのみが示されている)は、ボールねじ軸50Aおよび50B上における可動金型44の位置をそれぞれ検出するために設けたものである。
いま、可動型42と固定型41が図示のように開かれた状態にあるとすると、上記ボールねじ軸50Aおよび50Bの回転によって、可動型42が固定型41に接触する寸前まで可動型盤44が固定型盤43側に移動されかつ停止される。このとき、タイバー46A〜46Dに設けられた図示していないリング溝が可動型盤44に設けられた図示していないハーフナットの内側リング溝に係合して、上記タイバー46A〜46Dが可動型盤44に結合される。
また、上記型締装置40は、標準射出成形機に使用するものであるが、本発明は、射出プレス機などの低圧射出成形機はもちろん、複数の軸の同期回転もしくは同期移動により対象物を圧縮もしくはプレスする装置の型締め装置等にも有効に適用することができる。
11 射出スクリュー
12 支持体
13A,13B ボールねじナット
14A,14B ボールねじ軸
15A,15B モータ
16A,16B 位置センサ
17A,17B 圧力センサ
20 制御装置
21 上位制御部
23 サーボ制御部
25 電源
26 ダイナミックブレーキ抵抗
30 電磁開閉器
210 位置指令設定部
211 速度指令設定部
212 圧力指令設定部
220 低値選択部
221 切換部
222 非常停止用速度指令発生部
230 位置偏差演算部
231 同期制御部
40 型締装置
41 可動型
42 固定型
43 固定型盤
44 可動型盤
45A〜45D サーボ弁
46A〜46D タイバー
47A〜47D サーボ弁
48A,48B モータ
49A,49B ボールねじナット
50A,50B ボールねじ軸
51A,51B 位置センサ
Claims (8)
- 複数の軸の回転もしくは移動により該軸の軸線方向に移動される被駆動体と、
前記各軸をそれぞれ回転もしくは移動させる複数の駆動手段と、
前記各軸における前記被駆動体の位置相互のずれがなくなるように速度指令を出力して前記各駆動手段を同期制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段が、非常停止時に、前記同期制御を維持しながら所定の減速パターンに従って前記各駆動手段を減速させることを特徴とする、射出成形機用の多軸駆動装置。 - 前記減速パターンが、所定時間Tの間に最大値100%から0%まで前記速度指令を低下させる減速パターンであることを特徴とする、請求項1に記載の射出成形機用の多軸駆動装置。
- 前記駆動手段の減速が開始された後に作動されるダイナミックブレーキ手段を更に備えることを特徴とする、請求項1に記載の射出成形機用の多軸駆動装置。
- 前記ダイナミックブレーキ手段は、前記速度指令が最大値の所定%まで低下した時点で作動されることを特徴とする、請求項3に記載の射出成形機用の多軸駆動装置。
- 前記ダイナミックブレーキ手段は、前記速度指令が最大値の0%まで低下した時点もしくは該時点から所定時間経過した時点で作動されることを特徴とする、請求項3に記載の射出成形機用の多軸駆動装置。
- 前記被駆動体が射出成形機の射出スクリューであることを特徴とする、請求項1に記載の射出成形機用の多軸駆動装置。
- 前記被駆動体が射出成形機の金型であることを特徴とする、請求項1に記載の射出成形機用の多軸駆動装置。
- 射出工程および可塑化工程中に用いられる前記減速パターンが、前記射出スクリューを速度零まで低下させた後に所定距離後退させるような減速パターンであることを特徴とする、請求項6に記載の射出成形機用の多軸駆動装置。
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